零度层亮带,是雷暴云即将消散的重要标志,又是识别冻雨的主要判据之一,而且“零度层亮带”会引起雷达对降水量的过高估计。目前,对零度层亮带的形成原因解释多为定性的,而定量研究不多。因此,零度层亮带的成因理论模拟与定量分析研究具有重要的理论意义和应用价值。本文从两个同体积融化球从相对独立到粘连、融合成一个大的融化球的过程中两个粒子的相对位置的变化出发,使用离散偶极子近似法(DDA软件)计算了它们在雷达发射波偏振方向上发生粘连时的总后向散射截面σDDA。从融化粒子的尺度和融化程度分析比较了σDDA与同体积融合球的后向散射截面σmieequal’得到：(1)在等体积直径较小时,σDDA/σmieequal大于等于1.5,随着等体积直径的变大,σDDA/σmieequal会减小趋向于1,甚至会小于1；(2)在同样的等体积直径处,σDDA/σmieequal随着融化程度的加深而增大,在谐振区可出现减小。将粘连粒子的这一散射特性链接到SimRAD软件中,完善其对含有融化层的层状云回波的模拟能力。利用该软件平台通过改变融化粒子在不同的粘连粒子在雷达发射波偏振方向上的粘连概率p形成的亮带进行模拟,探讨p对零度层亮带的影响,结果表明：在粒子融化、并合过程中,零度层亮带的峰值位置与p无关,但峰值的大小对p很敏感,p越大、亮带峰值越突出。可见,融化粒子在雷达发射波偏振方向上的粘连可以有效地增强零度层亮带现象。因此,在雷达数据模拟和处理中,考虑在粒子在雷达发射波偏振方向上发生粘连的现象是必要的。在优化了水成物粒子的基本参数和含水量垂直分布设置方案后,利用SimRAD软件平台对2012年7月13日X波段多普勒雷达层状云降水过程中不同时段的形成零度层亮带的微物理结构参数进行了反演。在反演过程中,通过不断对初始参数的调整,使得模拟输出廓线和实际观测廓线逐渐接近,当最为接近时,我们把该组参数值作为实际云内水成物状态参数的最可能值。分析结果显示：当零度层亮带较宽(窄)、峰值回波较强(弱),则对应的融化层中融化粒子垂直分布较宽(窄),融化粒子较多(少),粒子群平均直径较大(小),粘连较多(少)。此外,融化层较厚的情况下,融化层上方的过冷水层中过冷水含量相对较多,冰相粒子相对直径较大,融化层下方的降水也相对较强,这可能是降水粒子在过冷水层和融化层中得到了充分的增长,导致出云后的粒子尺度也相对较大。